Поверка средств измерений ионизирующих излучений

ГЛАВА 9. ПОВЕРКА ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Источники ионизирующего излучения.

Образцовые источники и растворы являются образцовыми мерами физических величин, характеризующих ионизирующие излучения. Их применение позволяет с максимальной эффективностью и с наименьшей потерей точности передавать размеры этих физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений.

В зависимости от назначения образцовые источники и растворы аттестуются по следующим характеристикам:

активность радионуклида в источнике; удельная активность радионуклида (отношение активности радионуклида к

массе образца); объемная активность радионуклида (отношение активности радионуклида к

объему образца); внешнее ионизирующее излучение (поток ионизирующих частиц или

фотонов, выходящих из радиоактивного источника излучения через его рабочую поверхность);

внешний выход (число ионизирующих частиц или фотонов данной энергии, испускаемых радиоактивным источником в заданный телесный угол);

энергия ионизирующих частиц, испускаемых радиоактивным источником; собственное энергетическое разрешение радиоактивного источника (полная

ширина на половине высоты энергетического распределения ионизирующих частиц, испускаемых источником для соответствующего энергетического перехода);

мощность экспозиционной дозы.

Для большинства источников и растворов в соответствии с техническими условиями, устанавливается также максимально допустимое содержание радиоактивной примеси в % к активности основного радионуклида, которое контролируется в процессе их аттестации.

Использование образцовых источников и растворов предполагает знание соответствующих параметров радиоактивного распада радионуклидов. Поэтому в паспортах или свидетельствах о метрологических аттестациях включены ядернофизические данные, характеризующие радиоактивный распад конкретного радионуклида: период полураспада, энергия α-, β-, -, рентгеновского излучений или конверсионных электронов, абсолютная интенсивность (число частиц или квантов данной энергии, испускаемых на 100 актов распада) и др.

Первичную аттестацию и поверку осуществляют квалифицированные специалисты головных институтов государственной метрологической службы. По результатам аттестации (поверки) образцовым источникам присваивается I, II или III разряд в соответствии с действующими поверочными схемами.

Срок службы образцовых источников и растворов указан в паспорте. В том случае если этот срок превышает срок действия выданного на них свидетельства, они могут быть переаттестованы метрологическими лабораториями Госстандарта,

51

а также метрологическими лабораториями министерств и ведомств, имеющих соответствующее разрешение Госстандарта.

9.1 Образцовые спектрометрические альфа-источники (ОСАИ)

ОСАИ предназначены для градуировки α-спектрометров.

Набор ОСАИ содержит четыре источника на основе радионуклидов: 238Pu, 239Pu, 226Rа+дочерние продукты распада (238Pu+239Pu+233U). Каждый источник

представляет собой металлическую подложку диаметром 24 и толщиной 2 мм. На одну из сторон подложки нанесен и прочно зафиксирован соответствующий радионуклид или смесь радионуклидов. Диаметр активного пятна источника составляет 12 мм.

Аттестуемыми характеристиками являются: энергия α-частиц, испускаемых источником, активность радионуклида (смеси радионуклидов) и собственное энергетическое разрешение. Погрешность аттестации по энергии α-частиц равна ±1,6 10-15 Дж (10 кэВ) при доверительной вероятности 0,95. Погрешность аттестации по активности составляет ±5 % при доверительной вероятности 0,95.

Активность отдельных радионуклидов в источнике, содержащем несколько радионуклидов, отличается не более чем на ±60 %.

Комплект ОСАИ упакован в футляр из органического стекла или пластмассы.

Назначенный срок службы ОСАИ — 3 года.

По истечении этого срока комплект ОСАИ должен быть проверен на соответствие его качества требованиям ТУ 95.703—80.

9.2 Источники альфа-, бета-излучений

Источники α-, β-излучений предназначены для поверки дозиметрической, радиометрической и электронно-физической аппаратуры, а также для поверки аналогичных источников по низшему разряду.

Источники представляют собой металлические подложки с углублением, в котором нанесен и зафиксирован радиоактивный препарат с соответствующим радионуклидом: 239Pu, 234U, 238U (природный) — для источников α-излучения и 90Sr+90Y — для источников β-излучения.

Подложки для источников α-излучения изготовляются из нержавеющей стали, а для источников β-излучения — из алюминия или его сплавов. Толщина подложки 1 мм, углубление 0,5 мм.

Радиоактивный препарат имеет защитное покрытие:

для источников α-излучения в виде окисной пленки металлов; для источников β-излучения в виде алюминиевой фольги толщиной 0,05 мм

В соответствии с поверочной схемой ГОСТ 8.033 источники аттестуются по активности по I, II или III разряду с погрешностями ±5, ±7, ±10 % соответственно при доверительной вероятности 0,99.

52

Допустимое отклонение активности от номинального значения и неравномерность распределения активного вещества не превышают ±10%.

В процессе аттестации для источников α- и β-излучения устанавливается значение внешнего изучения в телесный угол 2π, погрешность которого зависит от погрешности аттестации по активности.

Для получения данных внешнего излучения в телесный угол 2π нужно значение активности разделить на коэффициент 2,04 (для источников α- излучения) и 2,66 (для источников β-излучения).

Источники могут эксплуатироваться при нормальном атмосферном давлении в воздушных средах, имеющих загрязнение химическими веществами в пределах, соответствующих предельно допустимой концентрации для воздуха производственных помещений по ГОСТ 19445.

Назначенный срок службы для источников α-, β-излучения — 5 лет. Срок действия свидетельства — 2 года.

9.3 Источники гамма-излучений

Источники предназначены для градуировки и поверки дозиметров, по мощности экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз и для аттестации источников -излучения по мощности экспозиционной, поглощенной, эквивалентной доз и активности.

Источники -излучения из 60Со представляют собой облученные нейтронами цилиндры из металлического кобальта, помещенные в герметичные одинарные капсулы из нержавеющей стали, а из 137Cs — цилиндрические одинарные или двойные капсулы из нержавеющей стали, заполненные порошком 137Cs в виде гранул на основе цеолита или в виде стеклосплава на основе цеолита.

Допустимые отклонения измеренных значений внешнего -излучения от номинала на момент изготовления не превышают:

уисточников из 60Со+60%;

уисточников из 137Cs±25%. Назначенный срок службы:

источников из 60Со— 10 лет; источников из 137Cs — 7 лет.

Аттестуемой характеристикой является мощность экспозиционной дозы; погрешность аттестации для источников I разряда составляет 3—4%, для источников II разряда — 5—8% при доверительной вероятности 0,95.

9.4 Образцовые спектрометрические гамма-источники (ОСГИ)

ОСГИ предназначены для градуировки -спектрометров и радиометров в диапазоне энергии 9,5 — 432 фДж (59,16 — 2700 кэВ). С помощью ОСГИ можно измерять также основные характеристики спектрометрической аппаратуры (энергетическое разрешение, форма аппаратурной линии, интегральная нелинейность и др.).

53

В комплект ОСГИ входит 11 источников с радионуклидами: 65Zn, 54Mn, 137Cs,

22Na, 57Co, 60Co, 88Y, 203Hg, 241Am, 139Ce, 113Sn.

Каждый источник выполнен в виде кольца с размещенными в середине двумя органическими пленками толщиной 6±1 мг/см2, между которыми в центре нанесено радиоактивное вещество. Диаметр активного пятна 4 мм. Диаметр источника 29 мм. Аттестуемой характеристикой ОСГИ является активность.

Погрешность определения активности радионуклида в источнике составляет 3% при доверительной вероятности 0,99. Номинальное значение активности радионуклида в источнике 105 Бк за исключением источника с радионуклидом 203Hg, для которого это значение составляет 3 105 Бк.

Назначенный срок службы источников 137Cs, 22Na, 60Co, 241Am составляет 2 года, для остальных источников — 1 год. Срок действия свидетельства соответствует сроку службы.

9.5 Образцовые радиоактивные растворы (ОРР)

ОРР предназначены для градуировки радиометрической и спектрометрической аппаратуры, а также для измерения активности радиоактивных препаратов, содержащих аналогичные радионуклиды, относительным методом.

ОРР представляют собой растворы известного химического состава, содержащие определенные радионуклиды и расфасованные в герметичные стеклянные ампулы.

Аттестуемой характеристикой ОРР является удельная активность радионуклида в растворе. Погрешность определения удельной активности радионуклида дается с доверительной вероятностью 0,99. Она зависит от радионуклида и соответствующего разряда, по которому проводится аттестация.

ОРР сохраняют свои характеристики в диапазоне температур 10-35 С. Срок годности ОРР и срок действия свидетельства зависит от радионуклида.

54

Список рекомендуемой литературы

1. Закон Республики Беларусь «Об обеспечении единства измерений» от

5 сентября 1995 г. № 3848-XII

2.ТКП 8.003-2011 (03220) Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Правила проведения работ

3.СТБ 8065-2016 Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. ДОЗИМЕТРЫ И ИЗМЕРИТЕЛИ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ФОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. Методика поверки

4.СТБ 8066-2016 Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. АЛЬФА-СПЕКТРОМЕТРЫ С ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ДЕТЕКТОРАМИ. Методика поверки

5.СТБ 8067-2017 Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Спектрометры энергии гамма-излучений. Методика поверки

6.СТБ ISO 4037-1-2014 Эталонные рентгеновские и гамма-излучения для калибровки дозиметров и измерителей мощности дозы и определения их отклика как функции энергии фотона. Часть 1. Характеристики и методы получения излучения

7.СТБ ISO 4037-3-2013 Эталонные рентгеновские и гамма-излучения для калибровки дозиметров и измерителей мощности дозы и определения их отклика как функции энергии фотона. Часть 3. Калибровка дозиметров окружающей среды и индивидуальных дозиметров и измерение их отклика в зависимости от энергии и угла падения излучения

8.ГОСТ 17225—85 Радиометры загрязненности поверхностей альфа- и бетаактивными веществами. Общие технические требования и методы испытаний

9.ГОСТ 21496—89 Средства измерений объемной активности радионуклидов в газе. Общие технические требования и методы испытаний

10.ГОСТ 22251—89 Средства измерений объемной активности искусственного радиоактивного аэрозоля. Общие технические требования и методы испытаний

11.ГОСТ 23923—89 Средства измерений удельной активности радионуклида. Общие технические требования и методы испытаний

12.ГОСТ 26874-86. Спектрометры энергий ионизирующих излучений. Методы измерения основных параметров

13.ГОСТ 27451-87 Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия

14.ГОСТ 8.031-82 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений потока и плотности потока нейтронов

15.ГОСТ 8.033-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений активности

55

радионуклидов, потока и плотности потока альфа-, бета-частиц и фотонов радионуклидных источников

16.ГОСТ 8.034-82 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений

17.ГОСТ 8.035-82 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений поглощенной дозы и мощности поглощенной дозы бета-излучения

18.ГОСТ 8.039-79 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений активности нуклидов в бета-активных газах

19.ГОСТ 8.040-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Радиометры загрязненности поверхностей бета-активными веществами. Методика поверки

20.ГОСТ 8.041-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Радиометры загрязненности поверхностей альфа-активными веществами. Методика поверки

21.ГОСТ 8.070-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений поглощенной и эквивалентной доз и мощности поглощенной и эквивалентной доз фотонного и электронного излучений

22.ГОСТ 8.087-2000 Государственная система обеспечения единства измерений. Установки дозиметрические рентгеновского и гамма-излучений эталонные. Методика поверки по мощности экспозиционной дозы и мощности кермы в воздухе

23.ГОСТ 8.090-79 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений объемной активности радиоактивных аэрозолей

24.ГОСТ 8.105-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений плотности потока и флюенса нейтронов на ядернофизических установках

25.ГОСТ 8.203-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений поглощенной дозы рентгеновского излучения с максимальной энергией фотонов от 3 до 9 фДж (от 20 до 60 кэВ)

26.ГОСТ 8.308-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Функциональные узлы, блоки и устройства аппаратуры для измерения ионизирующих излучений. Счетчики импульсов. Методы и средства поверки

56

27.ГОСТ 8.347-79 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений мощности

28.ГОСТ 8.355-79 Государственная система обеспечения единства измерений. Радиометры нейтронов. Методы и средства поверки

29.ГОСТ 8.368-79 Государственная система обеспечения единства измерений. Плотномеры радиоизотопные жидких сред и пульп. Методы и средства поверки

30.ГОСТ 8.473-82 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений экспозиционной дозы, средней мощности экспозиционной дозы, среднего потока и средней плотности потока энергии импульсного рентгеновского излучения.

31.ГОСТ 8.521-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Установки поверочные нейтронного излучения. Методика поверки

32.ГОСТ 8.526-85 Государственная система обеспечения единства измерений. Радиометры естественных радиоактивных аэрозолей. Методика поверки 33.ГОСТ 8.527-85 Государственная система обеспечения единства измерений.

Средства измерений объемной активности искусственных радиоактивных аэрозолей. Методика поверки

34.ГОСТ 8.529-85 Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений объемной активности парообразного йода-131. Методика поверки

35.ГОСТ 8.565-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок установления и корректировки межповерочных интервалов эталонов

36.ГОСТ 8.576-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений потока электронов, плотности потока электронов и флюенса (переноса) электронов, потока энергии, плотности потока энергии и флюенса (переноса) энергии электронного и тормозного излучений

37.ГОСТ 8.581-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Источники альфа-излучения радиометрические эталонные. Методика поверки

38.ГОСТ 8.582-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Источники бета-излучения радиометрические эталонные. Методика поверки

39.ГОСТ Р 8.804-2012 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений кермы в воздухе, мощности кермы в воздухе, экспозиционной дозы, мощности экспозиционной дозы, амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы, мощностей амбиентного, направленного и индивидуального эквивалентов дозы и потока энергии рентгеновского и гамма-излучений

57